基于RS485总线的污水处理自动监控系统的研究

【摘要】： 近年来,我国污水处理厂的数量急剧增多,污水处理运行费用越来越繁重,而且经济效益差,因此迫切要求加强城市污水处理的过程控制,将先进的自动控制技术应用到污水处理过程中,提高污水处理的自动化水平。 本课题以某污水处理厂的监控系统为背景,通过对污水处理过程工艺的研究与分析,并结合现代城市污水处理厂常用的自动控制技术,开发了由计算机、智能模块和变频器组成的基于RS485总线的污水处理过程的自动监控系统。本文首先介绍了选题背景和污水处理自动监控系统的发展；接着对城市污水处理方法、水质指标以及该县城的污水处理工艺流程进行详细介绍；最后对现代污水处理控制技术分析选择,确定数据通信的传输介质和总线通信标准,并根据污水处理的自动监控系统要求,设计了一套适合某县城污水处理的自动化监控系统方案。本文还详细阐述了PCAuto6.1组态软件的程序设计思路,以及与现场硬件通信的实现方法。 由于污水处理过程存在的非线性、大滞后及时变的特点,文章最后探讨了模糊控制在污水处理过程参数的应用,并以奥贝尔氧化沟的中沟溶解氧(DO)浓度参数为例,对转碟曝气机的转速设计了一个双输入单输出的模糊控制器,利用Matlab中的Simulink工具,对模糊控制器进行了仿真实验。 目前,该系统的硬件和软件已经基本安装调试完成,试运行效果良好,出水水质符合国家二级标准。该监控系统提高了污水处理的运行效率,降低运行成本,减轻劳动强度,提升了污水处理厂的管理水平。 【关键词】：污水处理工艺 现场总线 Modbus RS485 变频器 智能模块 组态软件 模糊控制
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-12
• 1.1 课题的背景9
• 1.2 污水处理自动监控系统发展9-10
• 1.3 本文的研究意义及主要工作10-12
• 第二章 城市污水处理工艺12-18
• 2.1 城市污水处理技术12-13
• 2.1.1 城市污水处理方法12
• 2.1.2 城市污水处理工艺介绍12-13
• 2.2 水质指标13-15
• 2.3 某县城污水处理工艺流程15-17
• 2.4 小结17-18
• 第三章 污水处理厂自动监控系统的设计18-32
• 3.1 监控系统的要求18-19
• 3.2 总体功能设计19-21
• 3.3 监控系统的网络结构21-26
• 3.3.1 现场总线控制技术21-23
• 3.3.2 现场总线标准的选择23-24
• 3.3.3 RS485总线介绍24-25
• 3.3.4 系统的网络结构设计25-26
• 3.4 主要硬件设备选择26-31
• 3.4.1 变频器的选择26-27
• 3.4.2 智能模块的选择27-29
• 3.4.3 智能仪表的选择29-31
• 3.5 小结31-32
• 第四章 监控系统软件功能的实现32-46
• 4.1 组态软件的选择32-33
• 4.2 力控监控组态软件的功能和特点33-34
• 4.3 软件与智能模块和变频器的通信34-39
• 4.3.1 与STC101、STC102的通信34-37
• 4.3.2 与ADAM4117的通信37-38
• 4.3.3 与变频器的通信38-39
• 4.4 人机界面设计39-45
• 4.5 小结45-46
• 第五章 过程参数的模糊控制研究46-59
• 5.1 模糊控制理论分析46-48
• 5.1.1 模糊控制系统基本原理46-47
• 5.1.2 模糊控制器的基本结构47-48
• 5.2 溶解氧控制过程的分析48-49
• 5.3 溶解氧浓度模糊控制器的设计49-54
• 5.3.1 确定模糊控制的输入变量和输出变量49-50
• 5.3.2 确定量的模糊化50-52
• 5.3.3 模糊控制器的控制规则及控制算法52-54
• 5.3.4 输出信息的模糊判决54
• 5.4 模糊控制器的仿真54-58
• 5.5 小结58-59
• 第六章 结论与展望59-60
• 参考文献60-63
• 致谢63-64
• 个人简历和攻读硕士期间发表的论文64

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